Question

（12分）（1）有科学家提出“绿色自由”的构想：将CO₂变为燃料或有机化学品。其构想分成3个步骤：

① 利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO₂；

② 将第①步吸收液电解产生H₂和O₂，同时分离出CO₂；

③ 将第②步产生的H₂和CO₂在一定条件下转化成CH₄和水蒸气。

已知：H₂（g）+0.5O₂（g）=H₂O（l）  △H₁= —285.8 kJ/mol

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）  △H₂= —889.6 kJ/mol

H₂O（l）=H₂O（g）  △H₃= +44.0 kJ/mol

第③步反应的热化学方程式为                                      。

（2）使用合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为原料，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，同时达到固氮作用。该电池的正极反应式为                          ，溶液中H⁺向      极移动（选择填写“正”或“负”）。

（3）某催化剂的主要成分是FeO、Fe₂O₃，当催化剂中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1:2时，其催化活性最高。以Fe₂O₃为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：

2Fe₂O₃＋C4FeO＋CO₂­。为制得这种活性最高的催化剂，应向480 g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的质量为_____g。

（4）在T℃时，向2L固定体积的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B，发生如下反应：

            2A(g) + B(g)  C(g) + D(g)  △H = Q kJ·mol^－1

当反应达到平衡时，A的转化率为50﹪。

（ⅰ）在一定条件下，反应可以自发向右进行，可知Q __________0  (填“﹤”、“﹥”或“﹦”)。

（ⅱ）维持温度不变，若向该容器中加入的物质及量如下，使起始时v（正）＞v（逆）且达到平衡时C的百分含量为20﹪。下列符合要求的是                     

A．2 mol A、1 mol B         B．1 mol He、3 mol A、1.5 mol B、0.5molC、0.5mol D

C．2 mol C、2 mol D         D．2 molA、1mol B、1 mol C、1 mol D

 

Answer 1

【答案】

（1）  CO₂(g) + 4H₂(g) = CH₄(g) + 2H₂O(g)    △H = －165.6kJ/mol

（2）  N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋

（3）  6

(4)    ＜      B

【解析】